杭州新天地B地块温湿度独立控制设计

潘军 何佩峰 王瑞兵

中联筑境建筑设计有限公司

杭州新天地B地块温湿度独立控制设计

潘军 何佩峰 王瑞兵

中联筑境建筑设计有限公司

通过对杭州城北新天地的工程实例分析，介绍了办公楼采用温湿度独立控制系统的优点；针对杭州的气候条件，采用了燃气热水真空锅炉作为空调热源；在细节设计上，充分考虑了噪声控制、走道环境改善等；针对温湿度独立控制系统缺点，提出了应注意的事项。

温湿度独立控制 节能 干式风机盘管 造价

0 引言

杭州创新创业新天地综合体位于杭州市下城区，集商务办公、科研孵化、新型都市工业以及商业休闲于一体，总建筑面积为150万m2。其中，B地块总建筑面积 44900m2，地上面积 29274m2，建筑高度为68.60m。地下一层为汽车库、自行车库和变电所，地下二层为制冷机房、锅炉房和汽车库，地下三层为汽车库和消防水泵房，其中地下三层汽车库战时兼做二等六级人员隐蔽所。地上共17层，一层为大厅和接待，二层为职工食堂，三层至十六层为办公用房，十七层为设备用房。本建筑为一类高层综合楼，定位为甲级写字楼。

1 设计参数

1）室外设计参数。夏季：空调设计干球温度35.7℃，湿球温度27.9℃，日平均温度31.6℃，通风设计干球温度32.4℃，相对湿度55.6%；冬季：空调设计干球温度-2.2℃，通风设计干球温度0℃，相对湿度82%。

2）室内设计参数。具体见表1。

表1 室内设计参数

2 冷热源方案

2.1 热源方案

由于本建筑定位为甲级写字楼，并用于出租高端客户，甲方提出热源采用锅炉，确保冬季空调效果。经比较，杭州地区采用燃气锅炉供热与风冷热泵供热相 比，运行费用相差不大。

2.2 冷源设计与空调方案

一般而言，办公楼可考虑的空调水系统末端形式有VAV变风量系统，风机盘管＋新风形式，VRF多联机系统因具备使用灵活等优势经常在办公建筑中采用。

本项目办公楼层的层高只有3.90m，由于梁高不低于0.65m，再考虑0.13m的架空地板，若采用VAV变风量系统，净高约在2.60m，不能满足业主2.80m的要求；另外VAV的投资也比较高，若采用国外品牌的产品，价格更高；VAV的控制系统较复杂，也是成为落选的因素之一。

若采用普通的风机盘管＋新风的方式，则舒适性并不好，风机盘管的凝结水盘上夏季长期积水，产生霉菌、军团菌等有害病菌，严重危害人体健康。

由于本楼定位较高，甲方对温湿度的要求也很高，尤其是要确保冬季的室内温度，多联机系统在极端气候下很难保证。

采用温湿度独立控制技术[1]可有效解决以上问题，其优点在于：①冷源采用高温型螺杆式冷水机组，出水温度为14℃，机组COP可达到7.0以上；②末端采用干式风机盘管，基本杜绝冷凝水的产生，室内卫生条件大为提高；③采用溶液式空调机组或溶液式新风机组，通过溶液喷洒可除去空气中的尘埃、细菌、霉菌等有害物质，保证送风健康清洁，提高室内空气品质；④溶液式空调机组或溶液式新风机组内部有能量回收装置，有效节省新风处理能耗；⑤溶液式新风机组可变频运行。

按照文献[2]，采用温湿度独立控制技术，对于北京的办公建筑，全年节能率20.83%；对于广州的办公建筑，全年节能率24.74%。

经与甲方沟通和商讨，最终确定采用温湿度独立控制系统。

2.3 具体空调形式

一层门厅和二层餐厅采用全空气系统，预冷式全空气空调机组设置在机房内。

三层～十七层办公室采用干式风机盘管＋新风的方式。新风由溶液式新风机组提供。新风承担室内新风负荷、室内湿负荷、部分室内显热负荷。

3 空调负荷和湿负荷的计算分析

本工程以一层门厅、办公（第五层）为例，分别叙述计算选型思路。

1）门厅：面积525m2，人员密度20m2/人，人数27人，新风量标准10m3/(h·人)。

室外设计参数。夏季：tw=35.7℃，tsh=27.9℃，Iw= 89.63kJ/kg，dw=20.87g/kg；冬季：tw=-2.2℃，Iw=3.92kJ/kg，dw=2.47g/kg。

室内设计参数。夏季：室内设计温度27℃，相对湿度50%，In=53.3kJ/kg，dn=10.62g/kg；冬季：室内设计温度18℃，相对湿度40%，In=31.28kJ/kg，dn=5.16g/kg。

极轻劳动时，成年男子：散湿量（夏季109g/h，冬季95g/h），潜热（夏季65W，冬季57W），显热（夏季61W，冬季85W）。另外，设备负荷为5W/m2，照明负荷为15W/m2。

表2为门厅冬、夏季负荷计算表。

表2 冬、夏季负荷计算表（门厅）

2）第五层办公：面积1638m2，人员密度6m2/人，人数273人，新风量标准30m3/(h·人)。

室外设计参数。夏季：tw=35.7℃，tsh=27.9℃，Iw= 89.63kJ/kg，dw=20.87g/kg；冬季：tw=-2.2℃，Iw=3.92kJ/kg，dw=2.47g/kg。

室内设计参数。夏季：室内设计温度26℃，相对湿度50%，In=53.3kJ/kg，dn=10.62g/kg。冬季：室内设计温度18℃，相对湿度40%，In=31.28kJ/kg，dn=5.16g/kg。

极轻劳动时，成年男子：散湿量（夏季109g/h，冬季95g/h），潜热（夏季65W，冬季57W），显热（夏季61W，冬季85W）。另外，设备负荷为50W/m2，照明负荷为25W/m2。

表3为第五层办公冬、夏季负荷计算表。

表3 冬、夏季负荷计算表（第五层办公）

新风量：30m3/(h·人)×273=8190m3/h

夏季：新风负荷99.2kW，其中显热负荷22.8kW，潜热负荷76.4kW。新风湿负荷108kg/h。

冬季：新风负荷77.6kW，其中显热负荷55.6kW，潜热负荷22.0kW。新风湿负荷26.4kg/h。

4 机组选择

1）门厅：由于大厅位于一层，其开口部位为大门，故选择不带热回收的机组，其冬、夏季处理过程线见图1。

图1 门厅空气处理过程

取热泵式溶液全空气机组送风温度为17℃（注：冷却除湿工况为16～22℃），则送风温差为27-17＝10℃。

一层大厅为高大空间，采用分层空调[2]，根据喷口的高度，其冷负荷约为计算负荷的80%，则送风量为60.05×0.8×3600/(1.2×1.005×10)=14300m3/h，风量指标为14300/525=27.3m3/(h·m2)，因此选择热泵式预冷型全空气机组HVA-PF-15-EF-3.0，其性能参数见表4。

表4 门厅机组性能参数

2）办公楼层：室内末端采用干式风机盘管，选型容量要扣除新风机组额外承担的室内负荷，其冬、夏季处理过程线见图2。

表5为各办公楼层新风量。

3～7层和8～16层共设置4台新风机组，总新风量为80000m3/h，分成4套竖向系统，选择4台热泵式热回收型溶液调湿新风机组HVF-20，性能参数见表6。

图2 办公楼层空气处理过程

表5 各办公楼层新风量

表6 办公层机组性能参数

3）制冷机房和锅炉房：表7为制冷机房、锅炉房主要设备参数表。

表7 制冷机房、锅炉房主要设备参数

5 自控

本工程空调采取了自控系统，溶液式设备提供了基于MODBUS协议的RS485接口，实现对多台设备的集中控制，完成对机组运行参数的远程实时监测和控制算法参数的远程修改。

6 其它处理措施

1）由于末端采用干式风机盘管，在处理同样负荷的情况下，其风量要大于常规风机盘管，为了减少噪声，采用离心玻璃棉保温风管，并将回风口远离机器。

2）办公区域由于进深较大，在布置风机盘管时，考虑负荷的分布，靠近室外的风机盘管适当加大，靠近内部的适当降低其型号。

3）由于层高的限制，溶液式新风机组的排风口设置在走道，并没有伸入到各空调房间。则回风从空调房间流经走道再汇集到排风口，虽然内走道未设置风机盘管（仅电梯厅设置风机盘管），但走道的温度环境大为改善。

7 存在问题

1）溶液式全空气机组和新风机组其外形较大，高度不小于2.8m，且不可拆分。本工程层高为3.9m，分层布置新风机组高度不够，只能将机组集中布置在屋顶设备层，一则运行不灵活，二则增加风机运行能耗和能量管道损耗。

2）采用溶液调湿温湿度独立系统，其造价比常规空调系统（冷水机组＋锅炉＋风机盘管）造价要贵约15%～20%。

3）目前溶液调湿温湿度独立控制技术开发厂家不多，这样会给招投标工作带来问题，尤其是政府投资的项目。

8 结语

随着社会经济技术的发展，溶液调湿温湿度独立控制技术具有节能、环保、舒适的特点，具备推广应用的优势。

[1]刘晓华,江亿.温湿度独立控制空调系统[M].北京:中国建筑工业出版社,2006

[2]张海强,刘晓华,江亿.温湿度独立控制空调系统和常规空调系统的性能比较[J].暖通空调,2011,(1):48-52

[3]范存养.大空间建筑空调设计及工程实录[M].北京:中国建筑工业出版社,2001

De s ign of Te m pe ra ture a nd Hum idity Inde pe nde nt Control Sys te m for Are a B of Ha ngzhou Ne w World

PAN Jun,HE Pei-feng,WANG Rui-bin
China United Zhujing Architure Design Co.,Ltd.

Based on the analysis of Hangzhou New World in Hangzhou north,the advantages and disadvantages of applied temperature and humidity independent control system in this project is introduced,especially in heat sources selection,noise control,and improvement of passage environment.

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1003-0344（2015）02-0844

2014-1-8

潘军（1968～），男，学士，高工；浙江省杭州市文晖路303号11楼中联筑境建筑设计有限公司（310014）；E-mail:Jun_pan@acctn.com